專利名稱：石墨體加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于加熱器制造技術(shù)領(lǐng)域。
在生活、生產(chǎn)和科研等領(lǐng)域各種各樣的加熱器五花八門種類繁多，但用于制備新材料和開展科研工作中的一種重要手段－－制膜工藝來說，因一般制膜的襯底都是放在真空室中，并要求其表面溫度達到700－800℃，甚至更高，所以到目前為止，還沒有一種被公認的用于制膜系統(tǒng)較為理想的通用型加熱器。一般均采用加熱絲制做的加熱器，如

圖1所示，圖1是普通加熱絲做加熱器結(jié)構(gòu)示意圖。它由爐體(1)，加熱絲(2)和均恒溫體(3)三部分組成。制膜時，襯底(4)放在均恒溫體(3)上。實驗結(jié)果表明，在幾百毫托本底真空條件下，襯底(4)的表面溫度要比加熱絲(2)的溫度低400℃以上，也就是說，當(dāng)襯底溫度為700－800℃時，加熱絲的溫度已上千度，因此加熱絲(2)由于彎曲處的應(yīng)力等原因，也時常被燒斷?，F(xiàn)在有人用白金絲做加熱絲，如文獻(1)沈陽科儀研制中心″磁控濺射鍍膜機″說明書；也有人用鹵燈做加熱絲，如文獻(2)M.F.Davisetal，J.A.Phys.69(10)，還有用激光加熱，如文獻(3)C.Romeoetal，PhysicaC180，77(1991)，這些設(shè)備盡管成本昂貴，設(shè)備復(fù)雜，效果也還不夠理想。
本實用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的缺點和不足，為了提高加熱溫度和加熱體壽命，從而提供一種用石墨做加熱體，電極將加熱體與電源聯(lián)為一體的石墨加熱器。
本實用新形的目的是這樣實現(xiàn)的本實用新型利用石墨材料的熔點高，導(dǎo)熱導(dǎo)電性和化學(xué)性能好，以及易加工等特點，將其切割成一定厚度的長方形、方形、園形、管形等，而且一個加熱器可以由一塊或串，并連多塊石墨組成一個加熱體(5)，電極(6)將加熱體(5)與電源(7)聯(lián)接制成。
圖(2)是平板型石墨體加熱器圖(3)是園管型石墨體加熱器圖(4)是園管梯度型石墨體加熱器
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細地說明石墨材料具有一定的強度，其厚度較薄時，并具有一定彈性，加工也很方便，無論是立方結(jié)構(gòu)還是六方結(jié)構(gòu)的石墨熔點均約為3700℃，在溫度為1492℃時，碳對應(yīng)的蒸氣壓僅為10－10托，說明石墨是非常優(yōu)良的耐高溫材料。用石墨做加熱體，其良好的導(dǎo)電性使它本身壓降小，所產(chǎn)生的電場對薄膜的生長不會產(chǎn)生影響，其良好的導(dǎo)電性使它具有良好的溫度均勻性。在做膜時，可將襯底(4)直接放在發(fā)熱體(5)上，中間不需均恒體(3)具有非常高的熱效率。尤其是將它用于制備碳化物材料，加熱體(5)本身就是碳材料，不會由于加熱材料揮發(fā)產(chǎn)生任何污染，更具有其獨特的優(yōu)點。
另外，石墨材料和加工費用均很低廉，而且具有一定的強度和彈性，不易損壞，壽命長，因而本實用新型提供的加熱器是制備碳化物等薄膜的一種非常理想的加熱器。
如果將石墨加熱體(5)密封起來，它將成為適用于包括氧氣氛在內(nèi)各種場合的通用型加熱器。
實施例1把石墨加工成寬30mm×長60mm×厚1mm的加熱體(5)，用不銹鋼板材做成夾板電極(6)，夾在加熱體(5)的兩端，選用輸出20V，600W的自制變壓器和1000W的調(diào)壓器為電源(7)，它與夾板電極(6)相聯(lián)，所有連接均用螺釘固定，制成恒溫區(qū)為30mm×30mm的平面加熱器。
實施例2按實施例1做，將加熱體(5)和電極(6)燒封在石英玻璃里，制成用于包括氧氣氛等各種場合用的通用型加熱器。
實施例3把石墨加工成寬50mm×長90mm×厚1·5mm的加熱體(5)，把加熱體(5)的兩端直接用鋼板壓裝在鍍膜設(shè)備真空室內(nèi)的水冷電極(6)上，用鍍膜系統(tǒng)中的控溫儀及電源做電源(7)，制成用于制備C3N4鍍膜系統(tǒng)用的平面加熱器。
實施例4把石墨做成如圖3所示，總長100mm，電極長各10mm，內(nèi)徑10mm，熱管外徑12mm，電極外徑16mm的加熱體(5)，用1mm厚的銅板做成圓夾式電極(6)，夾在加熱體(5)兩端，選用20V，600W的直流穩(wěn)壓電源做電源(7)，并與電極(6)相連，所有連接均用螺釘固定，制成圓管型加熱器。
實施例5按實施例4做，在加熱體(5)內(nèi)放一根壁厚0·5mm，長140mm，外徑10mm的石英管，然后用加水冷的外徑為50mm，長120mm的不銹鋼管做外壁，套在加熱體(5)外面，用氮化硼粉把加熱體(5)和電極(6)密封在外壁鋼管和內(nèi)壁石英管中間，制成用于測量磁粉特性等實驗室通用的小型加熱器。
實施例6把石墨加工成如圖4所示，總長120mm，電極長各10mm，內(nèi)徑8mm，外徑呈錐形的加熱體(5)，錐臺兩端外徑分別為12mm和10mm，兩端電極外徑為14mm，用0·5mm的不銹鋼板做成圓夾式電極(6)，夾在加熱體(5)兩端，選用大電流可控硅穩(wěn)壓調(diào)壓電源做電源(7)，制成呈均勻溫度梯度分布的實驗室用加熱器。
實施例7做長200mm×寬20mm×厚2mm的石墨板8根，將8根石墨板間隔1mm平行放置做加熱體(5)，用3mm厚的不銹鋼板做成夾板電極(6)，用電極(6)把8根石墨板依次串聯(lián)，用輸出20V，功率2000W的自繞變壓器和2000W的調(diào)壓器做電源(7)，制成大面積平板加熱器。
權(quán)利要求1.一種包括加熱體(5)、電極(6)、和電源(7)構(gòu)成的新型石墨體加熱器，其特征在于加熱體(5)采用石墨材料做成平板型、管型、錐型，電極(6)聯(lián)接電源(7)與加熱體(5)。
2.按權(quán)利要求1所述的石墨體加熱器，其特征在于可把2根以上石墨并聯(lián)或串聯(lián)制成加熱體(5)。
3.按權(quán)利要求1或2述的石墨體加熱器，其特征在于所說的電源(7)可以是交流、直流電源和蓄電池、干電池等。
專利摘要本實用新型屬于加熱器制造技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型提供一種用石墨材料做加熱體，電極將石墨加熱體與電源聯(lián)接為加熱器，它不僅是一種高溫型加熱器，而且可按不同的需要把石墨加工成平板、圓管、臺錐等不同形狀，做成具有平面和圓管的不同形狀恒溫區(qū)或按一定溫度梯度分布的新型加熱器。本實用新型集加熱體和均恒溫體為一體，具有很高的效率和良好的溫度均勻性，并且適用于制備碳化物的材料與薄膜。
文檔編號H05B3/10GK2203009SQ9424658
公開日1995年7月5日 申請日期1994年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月8日
發(fā)明者呂惠賓, 周岳亮, 崔大復(fù), 陳正豪, 康寧, 楊國楨 申請人:中國科學(xué)院物理研究所